哲学において、形式的オントロジーという用語は、形式言語の公理によって定義されるオントロジーを指すために使用され、現実に対する偏りのない(ドメインやアプリケーションに依存しない)見解を提供することを目的としており、ドメイン固有またはアプリケーション固有のオントロジーのモデラーが、大規模なオントロジーのモデリングで遭遇する可能性のある誤ったオントロジー的仮定を回避するのに役立ちます。
現実に対する独立した見解を維持することにより、形式的(上位レベル)オントロジーは以下の特性を獲得する。
現実を概念化する方法に関する理論は、プラトンやアリストテレスの時代にまで遡ります。「形式的存在論」という用語自体は、エドムント・フッサールが『論理学研究』第2版(1900~01年)で造語したもので、形式論理の存在論的対応物を指します。フッサールにとって形式的存在論は、公理化された部分論と、例えば対象の性質と対象自体との間の依存関係の理論を包含します。「形式的」とは、形式論理言語の使用を意味するのではなく、非物質的、言い換えれば領域に依存しない(普遍的に適用できる)ことを意味します。形式的存在論に関するフッサールの考えは、特に彼のポーランド人の弟子であるロマン・インガルデンが『世界の存在をめぐる論争』で発展させました。[ 1 ]形式的存在論のフッサール的伝統と部分論のポーランド的伝統との関係は、『部分と瞬間』で述べられています。バリー・スミス編集『論理学と形式存在論の研究』[ 2 ]
異なる形式的な上位レベルオントロジー間では、使用される用語にかなりの違いが生じる可能性があるが、ほとんどの形式的な上位レベルオントロジーは、永続性と持続性という、最も重要な二分法を適用している。
持続体、あるいは場合によっては「実体」とも呼ばれる持続体は、どの時点においても完全な概念として観察・知覚できる実体である。時間を止めたとしても、持続体全体を知覚・認識することは可能である。
例としては、物質的な対象物(リンゴや人間など)と、抽象的な「法定」の対象物(組織や国の国境など)が挙げられる。
パーデュラントは、出来事、事故、または事象とも呼ばれ、特定の時点においてのみ存在する実体のことです。時間を止めると、パーデュラントの一部しか見ることができません。パーデュラントは、多くの場合、プロセス、例えば「実行」として知られています。時間を止めると、実行の一部しか見えず、事前の知識がなければ、実際のプロセスが実行プロセスであるとさえ判断できないかもしれません。その他の例としては、活性化、キス、または手順などがあります。
性質はそれ自体では存在せず、性質が占める別の実体(多くの形式的オントロジーでは、この実体は永続的なものに限定される)を必要とする。性質とその性質が取る値の例としては、色(赤色)や温度(暖かい)などが挙げられる。
ほとんどの形式的な上位レベルのオントロジーは、特性、属性、比喩、またはそれらに関連するものを認識しますが、正確な分類は異なる場合があります。特性とそれらが取り得る値(qualeと呼ばれることもあります)を、永続性や永続性とは別の階層として捉えるものもあります(例: DOLCE)。特性を永続性のサブセクション、例えば依存永続性として分類するものもあります(例: BFO)。また、個体の単一の特性であるプロパティインスタンスや比喩をオントロジーの原子、つまり他のすべてのエンティティが構成されるより単純なエンティティとみなし、すべてのエンティティが比喩の総和または束であると考えるものもあります。
情報科学において、オントロジーは形式言語で記述されている場合は形式的であり、そうでない場合は非形式的である。
哲学においては、形式的オントロジーと非形式的オントロジーという別の区別が存在するが、これは形式言語の使用とは関係がない。
オントロジーには、「腕の可動性」を表す概念が含まれる場合があります。非形式的なオントロジーでは、このような概念は、「腕の打撲」などの他の概念のすぐ隣に、「腕の発見」として分類されることがよくあります。このようなモデリング方法は、情報量が増えるにつれて問題を引き起こす可能性があります。なぜなら、このような階層構造やその下位階層(一方はプロセス、もう一方は特性)が絡み合ったり結びついたりしないようにする確実な方法はないからです。
形式的な存在論においては、この概念を適切に分類する最適な方法があり、それは一種の「可動性」であり、一種の性質/特性である(上記参照)。性質として、それは独立した永続的な実体に内在すると言われており(上記参照)、そのため、担い手(この場合は腕)なしには存在し得ない。
形式的なオントロジー、特に具体的なドメイン非依存の「中間層」概念で強化された形式的な上位層から構成されるオントロジーを利用できることは、ドメイン固有のオントロジーの作成に大いに役立ちます。これにより、モデラーは、オントロジーの厳密な骨格となる上位構造や抽象的な哲学的枠組みについて心配することなく、ドメイン固有のオントロジーの内容に集中できます。上位レベルの独立した公理は、オントロジーの詳細層を作成する際によくあるオントロジー上の誤りの多くを防ぐことができます。
用語とオントロジーを整合させるのは容易な作業ではありません。異なる情報源における単語の説明や用語の根本的な意味の相違は、データ統合やマッピングへの直接的なアプローチにおけるよく知られた障害です。あるデータソースでは同じ説明でも、別のデータソースでは全く異なる意味を持つ場合があります。これは、異なるデータベースや用語集が、類似の項目に対して異なる見解を持っていることが多いためです。これらは通常、特定のアプリケーションの視点を念頭に置いて構築されており、その階層構造がそれを反映しています。
一方、形式オントロジーは、特定の適用範囲を持たないエンティティを表現します。その階層構造は、オントロジーの原理と、概念間の基本的なクラス・サブクラス関係を反映しています。このような一貫性のあるフレームワークは、データソースの相互マッピングに最適です。しかし、これらの外部データソースを形式オントロジーにそのまま統合することはできません。直接組み込むと、形式オントロジーのフレームワークと原理が損なわれてしまいます。
形式オントロジーは、外部情報源の内容と構造、そして形式オントロジー自体との間に完全な区別が維持されている場合に限り、優れたクロスマッピングハブとして機能します。これは、混沌とした外部情報源の概念と、その概念の意味に対応する形式オントロジー内の概念との間にマッピング関係を指定することによって可能になります。
2つ以上の外部情報源が同一の形式的オントロジー概念にマッピングされる場合、それらの概念は(表現方法に関わらず)同じ意味を持つことがわかっているため、相互マッピング/翻訳が実現されます。
自然言語処理(NLP)および自然言語理解(NLU)システム 向けに設計されたオントロジーでは、オントロジーの概念は通常、用語によって接続され、象徴化されます。このような接続は、言語的な実現を表します。用語とは、さまざまな言語における単語または単語の組み合わせ(複数語単位)であり、現実世界の要素を自然言語で記述するために使用され、したがって、現実世界のその要素を枠組み化する形式的なオントロジー概念と結び付けられます。
語彙集とは、オントロジー内の概念や関係に割り当てられた用語とその活用形の集合であり、「自然言語へのオントロジーインターフェース」を形成し、自然言語入力からオントロジーにアクセスするためのチャネルとなる。
形式的なオントロジーの優れた点は、厳格な分類体系や分類法とは対照的に、無限の拡張が可能であることだ。適切なモデリングを行えば、内容を問わず、ほぼあらゆる種類の概念情報が適切な場所に収まる。
概念がオントロジー内でどの位置にあるかを明確にするために、分類精度を向上させるコンテキストモデルがしばしば有効です。このモデルは通常、コンテキストの周辺要素にルールを適用して、最も妥当な分類を選択します。